弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构、导爆索连接结构

摘要

本实用新型公开了一种弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构、导爆索连接结构，包括：待爆破断岩面以及分别布设于待爆破断岩面的若干个周边眼、若干个底板眼、若干个辅助眼和若干个掏槽眼；若干个周边眼均匀布设于断岩面的侧边沿和顶边沿；若干个底板眼均匀布设于断岩面的底边沿，且最边端的周边眼与最边端的底板眼之间同孔设置；若干个辅助眼布设于断岩面的边沿与中部之间，且若干个辅助眼为自下而上多层式布置；若干个掏槽眼布设于断岩面的中部位置。该结构装置能够有效提高光面爆破效果，降低混凝土用量，避免了出现哑炮或欠挖等情况，提高了施工工序衔接效率，具有安全性高、经济性强、施工进度快的突出效果。

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种应用于隧道开挖爆破施工的弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构、导爆索连接结构。

背景技术

目前，随着隧道建设的不断发展，隧道开挖爆破过程对围岩扰动比较大，导致轮廓超挖较大。在开挖过程根据不同围岩情况，相应的爆破结构均不相同，且在爆破过程由于利用导爆索进行连接，因此导爆索的连接形式也不相同，不同的连接形式直接影响了爆破本身爆破顺序和爆破成功率，增大了开挖爆破对围岩的扰动以及轮廓超欠挖的可能性。尤其是针对弱风化粉砂岩，如何布置合理地布置炮孔结构及导爆索连接形式是值得探索的。

实用新型内容

为此，本实用新型提供了一种弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构、导爆索连接结构，以解决现有技术中的上述技术问题，能够有效提高光面爆破效果，降低混凝土用量，避免了出现哑炮或欠挖等情况，提高了施工工序衔接效率，该结构装置具有安全性高、经济性强、施工进度快的突出效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构，包括：

待爆破断岩面以及分别布设于待爆破所述断岩面的若干个周边眼、若干个底板眼、若干个辅助眼和若干个掏槽眼；

若干个所述周边眼均匀布设于所述断岩面的侧边沿和顶边沿；

若干个所述底板眼均匀布设于所述断岩面的底边沿，且最边端的所述周边眼与最边端的所述底板眼之间同孔设置；

若干个所述辅助眼布设于所述断岩面的边沿与中部之间，且若干个所述辅助眼为自下而上多层式布置；

若干个所述掏槽眼布设于所述断岩面的中部位置。

在上述技术方案的基础上，对本实用新型做如下进一步说明：

作为本实用新型的进一步方案，任意相邻两个所述周边眼之间距离为50cm。

作为本实用新型的进一步方案，所述周边眼及所述辅助眼均为4m钻杆，实际眼孔深均为3.7-3.8m。

一种应用于所述的弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构的导爆索连接结构，包括:

高压起爆针、导爆管、第一导爆索、第二导爆索和炸药箱纸盒；

所述起爆针与所述导爆管之间相连接，所述导爆管分别与所述第一导爆索之间相连接，所述第一导爆索和所述第二导爆索之间相连接，所述第一导爆索和所述第二导爆索均对应连接有炸药箱纸盒，所述炸药箱纸盒分别对应设于所述周边眼、所述底板眼、所述辅助眼和所述掏槽眼的内部。

作为本实用新型的进一步方案，所述第一导爆索设有若干条，若干条所述第一导爆索分别与所述底板眼、所述辅助眼和所述掏槽眼内部的所述炸药箱纸盒对应连接。

作为本实用新型的进一步方案，所述第二导爆索紧贴所述断岩面依次延伸连接若干个所述周边眼内部的所述炸药箱纸盒。

作为本实用新型的进一步方案，所述炸药箱纸盒的内部均设有若干组爆破炸药；

所述周边眼对应的所述炸药箱纸盒内部的若干组爆破炸药之间为不耦合装药布置。

作为本实用新型的进一步方案，所述底板眼、所述辅助眼和所述掏槽眼对应的所述炸药箱纸盒内部的若干组爆破炸药之间为耦合装药布置。

作为本实用新型的进一步方案，若干条所述第一导爆索之间、所述第一导爆索和所述第二导爆索之间以及所述第二导爆索与所述第二导爆索之间的交叉位置均为T型连接结构。

作为本实用新型的进一步方案，所述第一导爆索的一侧部和所述第二导爆索的一侧部均设有蝴蝶扣部，相交叉设置的所述第一导爆索和所述第二导爆索分别穿过所述蝴蝶扣部形成所述T型连接结构。

本实用新型具有如下有益效果：

1、在弱风化粉砂岩，围岩完整性较好，节理裂隙弱发育，可有效降低超挖情况，同时炮孔残余率大于95％以上。

2、减少超挖，提高了爆破后出渣时间，降低了混凝土方量，有效降低了施工成本。

3、采用蝴蝶型导爆索的打结形式有效解决了爆破过程中出现哑炮或未同时引爆情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构及导爆索连接结构的结构布置示意图。

图2为本实用新型实施例提供的导爆索连接结构中第二导爆索及周边眼的不耦合装药结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的导爆索连接结构中第一导爆索及底板眼、辅助眼和掏槽眼的耦合装药结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的导爆索连接结构中导爆索之间的蝴蝶型连接结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的导爆索连接结构中第二导爆索之间的蝴蝶型连接及周边眼的不耦合装药结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

断岩面1；周边眼2；底板眼3；辅助眼；掏槽眼5；

高压起爆针6、导爆管61、第一导爆索62、第二导爆索63、蝴蝶扣部64；

炸药箱纸盒7、爆破炸药71。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构，包括待爆破断岩面1以及分别布设于待爆破所述断岩面1的若干个周边眼2、若干个底板眼3、若干个辅助眼和若干个掏槽眼5；其中，若干个所述周边眼2均匀布设于所述断岩面1的侧边沿和顶边沿，且任意相邻两个所述周边眼2之间距离为50cm；若干个所述底板眼3均匀布设于所述断岩面1的底边沿，且最边端的所述周边眼2与最边端的所述底板眼3之间同孔设置；若干个所述辅助眼布设于所述断岩面1的边沿与中部之间，且若干个所述辅助眼为自下而上多层式布置，所述周边眼1及所述辅助眼均为4m钻杆，实际眼孔深均为3.7-3.8m；若干个所述掏槽眼5布设于所述断岩面1的中部位置。

如图2至图5所示，本实用新型实施例提供了一种导爆索连接结构，包括高压起爆针6、导爆管61、第一导爆索62、第二导爆索63和炸药箱纸盒7；所述起爆针6与所述导爆管61之间相连接，所述导爆管61与所述第一导爆索62之间相连接，所述第一导爆索62和所述第二导爆索63之间相连接，所述第一导爆索62和所述第二导爆索63均对应连接有炸药箱纸盒7，所述炸药箱纸盒7对应设于所述周边眼2、所述底板眼3、所述辅助眼和所述掏槽眼5内部。

具体的是，所述第一导爆索62设有若干条，若干条所述第一导爆索62分别与所述底板眼3、所述辅助眼和所述掏槽眼5内部的所述炸药箱纸盒7对应连接；所述第二导爆索63紧贴所述断岩面1依次延伸连接若干个所述周边眼2内部的所述炸药箱纸盒7。

更为具体地，所述炸药箱纸盒7的内部均设有若干组爆破炸药71；其中，所述周边眼2对应的所述炸药箱纸盒7内部的若干组爆破炸药71之间为不耦合装药布置，所述底板眼3、所述辅助眼和所述掏槽眼5对应的所述炸药箱纸盒7内部的若干组爆破炸药71之间为耦合装药布置。

作为本实施例的优选方案，请参考图4至图5，若干条所述第一导爆索62之间、所述第一导爆索62和所述第二导爆索63之间以及所述第二导爆索63与所述第二导爆索63之间的交叉位置均采用"T型"连接；具体地，所述第一导爆索62的一侧部和所述第二导爆索63的一侧部均设有蝴蝶扣部64，相交叉设置的所述第一导爆索62和所述第二导爆索63分别穿过所述蝴蝶扣部64。

上述弱风化粉砂岩光面爆破炮孔布置结构及导爆索连接结构的应用方法，包括如下步骤：

S1:爆破方案选择

⑴根据本工程的断面参数及现场的地质及设计施工要求，本隧道采用全断面法施工。

⑵辅助眼4交错均匀布置，周边眼2与辅助眼4眼底在同一垂直面上，掏槽眼5加深20cm，采用楔形掏槽。

⑶严格控制周边眼2的装药量，采用间隔装药，使药量沿眼全长均匀分布，导爆索起爆。

S2:根据地质及设计施工要求选用炸药

S3:选择爆破参数与计算装药量

3.1周边眼2间距

周边眼2间距适当缩小，可以控制爆破轮廓，避免超欠挖，又不致过大地增加钻眼工作量，孔间距的大小与岩石性质、炸药种类、眼直径有关，一般为E＝(10～15)d,E为孔距，d为眼直径；本断面E的值选用E＝0.5m。

3.2光面爆破层

光面爆破层就是周边眼2与最外层辅助眼4之间的一围岩层，光面爆破层厚度就是周边眼2的最小抵抗线W，一般取1.25倍间距，本次设计取0.625m。

3.3周边眼2密集系数

周边眼2的间距E与光面爆破层厚度W的关系，以周边眼2密集系数K标示为K＝E/W。

3.4眼深度L

预计每循环进尺3.5m,由工程类比可取眼平均深度L为3.5m,其中掏槽眼5平均深度为3.7m.

3.5钻爆破设计参数

3.5.1布眼数量

为合理的根据隧道断面进行布孔，采用面积拆分组合分部法进行布眼，具体计算如下：

1)掏槽眼5布眼数量为：

根据隧道断面面积，本工程掏槽眼5为16个，布置在掏槽区作用高度0.9m×掏槽区作用长度2.6m区域。

2)周边眼2布眼计算：

N周＝L弧÷E周＝26.8÷0.5＝55个；

N周——周边眼2布眼数量；

L周——周边眼2弧线长(m)，本断面围岩外弧线长度26.8m；

E周——周边眼2间距E，根据《公路隧道施工技术细则》JTGF60-2009表6.4.2-1光面爆破参数，确定本工程周边眼间距为0.5m；

周边眼2最小抵抗线V周＝0.5×1.25＝0.625m。

3)底板眼3布眼数量计算：

N底＝L底÷E底＝13.6÷0.6＝24个；

N底——底板眼3布眼数量；

L底——坑道开挖宽度(m)，到断面开挖宽度为13.6m；

底板眼间距E——本工程底板眼间距为0.6m；

底板眼最小抵抗线V本工程中取值0.6m。

4)辅助眼4布眼数量计算

N辅＝(S总-S周-S底-S掏)×F÷(E辅×V辅)＝(138-26.8×0.625-13.6×0.6-0.9×2.6)×1.0÷(0.8×0.8)＝173个

S总——开挖面积(m

S周——周边眼2爆破作用范围；周边眼2外弧长L周×周边眼2最小抵抗线＝26.8×0.625；

S底——底板眼3爆破作用范围；坑道开挖宽度×底板眼3最小抵抗线＝13.6×0.6；

S掏——掏槽眼5作用范围；掏槽区作用高度×掏槽区作用长度＝0.9×2.6；

F——岩石夹制力系数；取值范围0.8-1.2；取1.0；

E辅——辅助眼4间距E；取0.8m；

V辅——辅助眼4最小抵抗线V；取0.8m。

3.5.2药量分配

1)每循环炸药总用量

Q总＝q×S×L＝0.7×138×3.5＝338.1kg；

q——单位体积岩体的耗药量q(kg/m

S——开挖断面积(m

L——眼深度，按3.5m；

2)周边眼2单孔用药量

Q周单孔＝周边眼2装药集中度×周边眼2眼深度＝0.125×3.5＝0.4kg。

3)掏槽眼5单孔用药量

Q掏单孔＝(Q总-Q周)÷(n掏+n辅+n底)×1.35＝(338.1-22)÷(16+173+24)×1.35＝2kg；

Q总——每循环炸药总用量；338.1kg；

Q周——周边眼2总用药量；Q周单孔×n周边眼2数量＝0.4×55＝22kg；

n掏——掏槽眼5数量；取16个；

n辅——辅助眼4数量；取173个；

n底——底板眼3数量；取24个；

1.35——掏槽眼5装药增大系数，掏槽眼5药量较其他眼装药量增大35％。

3)辅助眼4单孔用药量

Q辅单孔＝(Q总-Q周-Q掏)÷(n辅+n底)＝(338.1-22-32.1)÷(173+24)＝1.4kg；

Q总——每循环炸药总用量；取338.1kg；

Q周——周边眼2用药量；Q周单孔×n周边眼数量＝0.4×55＝22kg；

Q掏——掏槽眼5用药量；Q掏单孔×n掏槽眼数量＝2×16＝32.1kg；

n辅——辅助眼4数量；取173个；

n底——底板眼3数量；取24个。

4)底板眼3单孔用药量

Q底单孔＝(Q总-Q周-Q掏-Q辅)÷n周＝(338.1-22-32.1-249.4)÷24＝1.4kg；

Q总——每循环炸药总用量；取338.1kg；

Q周——周边眼2总用药量；Q周单孔×n周边眼2数量＝0.4×55＝22kg；

Q掏——掏槽眼5用药量；Q掏单孔×n掏槽眼5数量＝2×16＝32.1kg；

Q辅——辅助眼4用药量；Q辅单孔×n辅助眼4眼数目＝1.4×173＝249.4kg；

N底——底板眼3数量；取24个。

S4：起爆顺序和延期时间

4.1起爆顺序：

隧道内：掏槽眼5→底板眼3→辅助眼4→周边眼2。

4.2延期时间：掏槽眼5段间延时差为50ms～75ms。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。